康佳小屏幕液晶電視電源及驅(qū)動電路分析與維修

在液晶彩電中，由于液晶面板不能主動發(fā)光，所以只有在背光源的照射下才能看到圖像。稍早前的液晶彩電多采用冷陰極(CCFL)燈管作為背光光源，現(xiàn)在普遍采用LED(發(fā)光二極管)作為背光源。
使用LED作為背光源，主要有兩大優(yōu)點(diǎn):一是節(jié)能;二是具有更好的色域，圖像效果更逼真。

目前小尺寸LED多采用側(cè)背光的方式，即將LED燈排成燈條形狀，置于液晶屏背光模組的上下兩側(cè)或者四周，如圖1所示，再通過導(dǎo)光板將光線折射，使多數(shù)光線可以垂直于LCD面板射出，從而實(shí)現(xiàn)背光照射功能。

另一種LED背光方式是將LED均勻分布于背光模組底部，使光線能直接垂直射出，稱之為“直下式”背光，如圖2所示。由于采用這種方式背光的液晶屏厚度較厚，所以僅用于少數(shù)大屏幕LED液晶彩電中。

與同尺寸采用CCFL燈管的液晶彩電相比，LED背光非常節(jié)能，其配用的開關(guān)電源電路輸出功率也小很多。目前，在康佳小屏幕(26英寸及其以下)LED液晶彩電中，主要板件型號見表1。

一、開關(guān)電源電路
目前26英寸以下LED液晶電視主要采用的電源包括36W(34006834)和60W (34006812)兩款，二者均采用反激拓?fù)湓O(shè)計(jì)，電路基本相同，主要區(qū)別是前者只有一路+12V輸出，后者有一路+12V和-路+24V輸出，這兩種電源的主要參數(shù)見表2。

34006834型和34006812 型開關(guān)電源均采用新型厚膜電路FSQ0465R(UB901)，34006834型板的電路如圖3所示。

FSQ0465R類屬于FSQ系列(常用型還有FSQ0565、FSQ0567、FSQ0765等)，內(nèi)置有PWM控制電路與高耐壓(高于650V )MOSFET大功率場效應(yīng)管，還有基準(zhǔn)電壓源、振蕩器、RS觸發(fā)器等電路，并具有過流過壓、欠壓和過熱等完善的保護(hù)功能，其引腳功能和電壓見表3。

值得一提的是，F(xiàn)SQ系列是新-代的厚膜產(chǎn)品， 是工作方式為CCM( Continuous Current Mode，電流連續(xù)模式)和QR(Quasi resonant，準(zhǔn)諧振方式)混合的產(chǎn)品，在低壓重載時(shí)進(jìn)人cCM方式，頻率變化范圍很小( 48kHz~67kHz)，以提高工作效率;而在高壓或輕載時(shí)，進(jìn)入QR方式，以減小開關(guān)管的導(dǎo)通損耗。因此，該系列厚膜塊不論負(fù)載是輕還是重，其工作效率均很高。
1.啟動控制電路
接通電源后，AC220V電壓先經(jīng)電感L902、L901及電容CY901~cy904高頻濾波，再由BD901、c901全橋整流濾波，得到約+300V的直流電壓，一路經(jīng)啟動電阻RB916、RB917加到UB901的⑥腳;另一路經(jīng)開關(guān)變壓器TB901的初級①-③繞組加到UB901的①腳。
加到UB901的⑥腳的電壓經(jīng)芯片內(nèi)部的電流源給③腳外接電容CB905充電，當(dāng)CB905兩端電壓達(dá)到+12V時(shí)，UB901內(nèi)部振蕩及PWM電路啟動工作，此時(shí)芯片內(nèi)部的電流源斷開，芯片的供電由芯片③腳外接的串聯(lián)穩(wěn)壓電路提供。
一旦開關(guān)電源啟動后，TB901的⑤-⑥輔助繞組產(chǎn)生感應(yīng)電壓，先經(jīng)DB902、CB909整流濾波，再由QB903、RB909 RB910及ZDB903等元件組成串聯(lián)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓，得到約17.4V的電壓，供給UB901的③腳，以驅(qū)動啟動電源。
2.穩(wěn)壓控制電路
穩(wěn)壓控制電路主要由光耦UB960 (PC817)、 精密線性穩(wěn)壓器UB952(TL431 )及UB901的④腳內(nèi)部電路組成，如圖4所示。

輸出的+12V電壓一路經(jīng)電阻RB964加到UB960的①腳，另一路經(jīng)電阻RB962、RB963分壓后加到UB952的①腳(R極)。當(dāng)輸出電壓升高時(shí)， UB960的①腳電壓升高，同時(shí)UB952的①腳電壓上升，則UB952的③腳(K極)電壓下降，這樣加到UB960的①、②腳間的電壓升高，其內(nèi)部發(fā)光二極管發(fā)光強(qiáng)度增加，則UB960的③、④腳內(nèi)接的光敏三極管導(dǎo)通.程度加深，使得UB901的④腳電壓(VFB)下降，在內(nèi)部電路的控制下，開關(guān)管的驅(qū)動脈沖占空比減小，則輸出電壓降低，從而達(dá)到穩(wěn)壓的目的。相反，若輸出電壓降低，其穩(wěn)壓過程與上述相反。
3.保護(hù)電路
該電源設(shè)有過壓保護(hù)(oVP)、過載保護(hù)(OLP)和異常過流保護(hù)(AOCP)電路，這些保護(hù)電路均為重啟模式(restart)，即當(dāng)檢測到異常情況時(shí)，開關(guān)管關(guān)斷，Vcc電壓下降，當(dāng)Vcc下降到8V時(shí)，保護(hù)電路被重置，通過啟動電路給Vcc電容充電，當(dāng)Vcc電壓充至12V時(shí)，重新進(jìn)入正常工作狀態(tài)。如果此時(shí)異常狀況仍未被排除，則開關(guān)管保持關(guān)閉狀態(tài)，Vcc電壓又開始下降，如此循環(huán)，直至異常被排除，其相關(guān)電壓波形如圖5所示。

(1)過載保護(hù)(OLP)
由于通過開關(guān)管的峰值電流被嚴(yán)格限制，所以對于特定的輸人電壓，能提供的最大負(fù)載電流也是一定的，即電源能提供的最大功率被限制了。當(dāng)負(fù)載電流消耗的功率超過此限制功率時(shí)，則輸出電壓下降，加到UB960的①、②腳間的電壓下降，其內(nèi)部發(fā)光二極管發(fā)光強(qiáng)度變?nèi)?，則流過UB960的③、④腳內(nèi)接的光敏三極管電流減小，使得UB901的④腳電壓(VFB)上升，當(dāng)VFB升至2.5V時(shí)，D1截止(參見圖4)，電流源給CB緩慢充電至Vcc。在這種情況下，當(dāng)VFB達(dá)到6V時(shí)，芯片進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。UB901的④腳外接電容CFB，以防止因?yàn)樗查g電流脈沖導(dǎo)致的誤保護(hù)，即該電容容量決定過載保護(hù)的響應(yīng)時(shí)間。
(2)過壓保護(hù)
過壓保護(hù)電路由穩(wěn)壓二極管ZDB904、光耦UB953、三極管QB905等元件組成，參見圖3。當(dāng)12V輸出電壓超過13V時(shí)，ZDB904反向擊穿，QB905導(dǎo)通，UB953導(dǎo)通，UB901的④腳電壓(VFB)上升，電路進(jìn)人OLP保護(hù)狀態(tài)。
二、LED背光驅(qū)動電路
出于對LED光學(xué)性能、使用壽命等方面的考慮，LED驅(qū)動電路的主要作用有以下兩點(diǎn): 一是對LED燈串進(jìn)行恒流驅(qū)動，并盡可能保證各燈串的電流均衡;二是將輸人直流電壓變換到適合LED燈串的電壓。
1.LED背光參數(shù)
康佳小屏幕LED液晶彩電所用液晶屏主要有CMO屏和自主開發(fā)的液晶屏，兩種屏均需外配LED驅(qū)動板，其LED背光的主要參數(shù)見表4。

以自制23.6英寸LED屏為例，其背光連接關(guān)系如圖6所示，即8只串聯(lián)成一小串，然后兩小串并聯(lián)作為一大串，即每一個(gè)大串中的LED顆數(shù)為16 (8X2PCS);LED電流為40mA(因?yàn)槭莾纱⒙?lián)，實(shí)際流過每串電流為20mA)，LED偏置電壓Vf=2.9 V~3.5V，則燈串電壓為(2.9V~3.5V)x8=23.2V~28V。

2.控制芯片OZ9998簡介
該類液晶屏的LED背光驅(qū)動均采用升壓(Boost)結(jié)構(gòu)，將輸人的12V(或24V)直流電壓升到滿足LED燈串的電壓。

該背光驅(qū)動電路的控制芯片采用OZ9998 ，其內(nèi)部電路如圖7所示，主要特點(diǎn)如下:
(1)兼具Boost開/關(guān)控制和LED電流平衡功能;(2)每只芯片最大可驅(qū)動8個(gè)燈串;(3)具有外部PWM調(diào)光功能;(4)可多顆并聯(lián)使用，驅(qū)動大于8路LED燈串;(5)LED燈串電流可以通過外部電阻設(shè)定。
3.升壓與驅(qū)動電路

升壓電路如圖8所示，當(dāng)場效應(yīng)管Q1導(dǎo)通時(shí)，D1反偏截止，流過電感L1的電流線性上升，將電能儲存于電感L1中，此時(shí)VLED輸出電流完全由C2提供。Q1關(guān)斷時(shí)，由于l1中電流不能突變，L1中電壓極性反偏，此時(shí)L1中的感應(yīng)電壓與輸人的DC電壓串聯(lián)，并通過D1向C2充電，則C2電壓(泵升電壓)高于輸人的DC電壓，此時(shí)電感儲能向負(fù)載提供電流，并補(bǔ)充C2單獨(dú)向負(fù)載供電時(shí)損失的電荷。
輸出電壓的調(diào)整是通過負(fù)反饋環(huán)路控制Q1的導(dǎo)通時(shí)間實(shí)現(xiàn)的。若直流負(fù)載電流上升，則導(dǎo)通時(shí)間會自動增加，為負(fù)載提供更多的能量。若輸人電壓下降，則峰值電流(即L1的儲能)下降，會導(dǎo)致輸出電壓下降，但負(fù)反饋環(huán)路會檢測到輸出電壓的下降，通過增大Q1的導(dǎo)通時(shí)間(Ton)來維持輸出電壓的恒定。
C1:輸人濾波電容，開路狀態(tài)不會對電路造成實(shí)質(zhì)性影響，短路后會使后面電路失效。
L1:儲能電感。開路則電路失效，短路會使升壓電路無法工作，并且可能導(dǎo)致MOSFET管Q1燒毀。當(dāng)檢修Q1擊穿故障時(shí)，應(yīng)檢測L1是否有短路，電感量是否正常。L1損壞后多表現(xiàn)為電感量為0。
D1:續(xù)流二極管，實(shí)修時(shí)應(yīng)重點(diǎn)檢測D1是否短路。
C2:輸出儲能電容，若容量減小，則升壓輸出電壓會下降。
對于LED的恒流驅(qū)動控制主要由OZ9998(U702)的內(nèi)部電路完成，采用OZ9998的LED恒流驅(qū)動電路典型應(yīng)用電路如圖9所示，其引腳功能見表5。

4.常見故障檢修
故障現(xiàn)象1:二次開機(jī)后背光不亮，但伴音正常。分析檢修:首先檢查LED驅(qū)動板上的+12V供電及ENA、PWM信號是否正常，接著檢測保險(xiǎn)絲F702及升壓開關(guān)管Q703是否正常，電感L701有無短路現(xiàn)象。從實(shí)修情況看，Q703擊穿較為常見。如上述檢查均正常，則測量U702的19腳的供電電壓與17腳的5V基準(zhǔn)電壓是否正常。如果19腳電壓正常，但17腳電壓異常，則表明U702已經(jīng)損壞。
故障現(xiàn)象2:開機(jī)后，屏上某一區(qū)域出現(xiàn)暗塊，或者有規(guī)律地間歇性出現(xiàn)暗塊。分析檢修:該故障通常系某一燈條未被點(diǎn)亮所致。燈條或者驅(qū)動板異常均可能引發(fā)此故障。在背光正常點(diǎn)亮情況下，ISENS1 ~ISENS8端口的電壓一般在0.3V~1.5V之間，雖不完全相等，但相差不大。在故障出現(xiàn)時(shí)，檢測各燈串負(fù)極電壓或0Z9998的ISENS端口電壓可以初步判斷故障原因:
(1)ISENS電壓大于3.5V，表明此路燈串中有LED短路，使得多余電壓加到了OZ9998引腳上。
(2)ISENS電壓過低(低于0.1V)，則可能為此路燈串中有LED開路，或者連接線或連接插座等異常。如所有LED及連接線路正常，則可能是OZ9998損壞，需更換IC。
故障現(xiàn)象3:開機(jī)后背光一-閃即滅。分析檢修:該故障通常系過壓保護(hù)電路起控所致，應(yīng)重點(diǎn)檢查過壓保護(hù)電路。正常情況下OVP2電壓值設(shè)定在1.6V~1.8V，OVP1 比OVP2低10%，參見圖9。若實(shí)際電路中只用了一只OZ9998，則只設(shè)有OVP2電壓檢測電路。